Mi a relativitáselmélet?

Tegyünk még egy lapáttal a relativitáselmélet kúpjára – egy finom Fekete-erdő íze a német származású fizikus, Albert Einstein jóvoltából. Mint az imént említettük, a Galilei-féle relativitáselmélet, még azután is, hogy kapott néhány csípést a newtoni fizikától, megtört. A tudósok megtudták, hogy a fény állandó sebességgel halad, még egy száguldó vonaton is.

Ezért Einstein felvetette a speciális relativitáselméletet, amely a következőkre egyszerűsödik: A fizika törvényei minden inerciakeretben azonosak, és a fény sebessége minden megfigyelő számára azonos. Akár egy lerobbant iskolabuszban, akár egy száguldó vonaton vagy valamilyen futurisztikus rakétahajóban ülsz, a fény ugyanolyan sebességgel mozog, és a fizika törvényei állandóak maradnak. Feltételezve, hogy a sebesség és az irány állandó, és nem lenne ablak, amin átkukucskálhatnál, nem tudnád megmondani, hogy a három hajó közül melyikben utazol.

De a speciális relativitáselmélet következményei mindent befolyásolnak. Lényegében az elmélet azt javasolta, hogy a távolság és az idő nem abszolút.

Most itt az ideje a harmadik gombóc fagylaltnak, és ez egy újabb kiadós adag Einsteintől. Nevezzük német csokoládénak. 1915-ben Einstein közzétette az általános relativitáselméletét, hogy a gravitációt beletegye a világegyetem relativisztikus szemléletébe.

A legfontosabb fogalom, amire emlékeznünk kell, az ekvivalenciaelv, amely kimondja, hogy az egyik irányba ható gravitációs húzás egyenértékű a másik irányba ható gyorsulással. Ezért van az, hogy egy gyorsuló lift emelkedés közben a gravitáció növekedésének, ereszkedés közben pedig a gravitáció csökkenésének érzetét kelti. Ha a gravitáció egyenértékű a gyorsulással, akkor ez azt jelenti, hogy a gravitáció (a mozgáshoz hasonlóan) hatással van az idő és a tér mérésére.

Ez azt jelentené, hogy egy elég nagy tömegű objektum, például egy csillag, a gravitációja révén eltorzítja az időt és a teret. Einstein elmélete tehát megváltoztatta magának a gravitációnak a definícióját erőből a téridő torzítására. A tudósok megfigyelték mind az idő, mind a tér gravitációs görbülését, hogy alátámasszák ezt a definíciót.

Íme, hogyan: Tudjuk, hogy a Föld körüli pályán gyorsabban telik az idő, mint a Földön, mert összehasonlítottuk a Földön lévő órákat a bolygó tömegétől távolabb lévő keringő műholdak óráival. A tudósok ezt a jelenséget gravitációs időtágulásnak nevezik. Hasonlóképpen, a tudósok megfigyelték, hogy egyenes fénysugarak görbülnek a tömeges csillagok körül, amit gravitációs lencsézésnek nevezünk.

Mit segít nekünk tehát a relativitáselmélet? Olyan kozmológiai keretet biztosít számunkra, amelyből megfejthetjük a világegyetemet. Lehetővé teszi számunkra az égi mechanika megismerését, a fekete lyukak létezésének előrejelzését és az univerzumunk távoli területeinek feltérképezését.

Tekintse meg az alábbi linkeket, hogy még többet tudjon meg a kozmológiáról.

Még több remek link